定向钻施工在松散砂层铺管的对策 定向钻施工中在松散砂层铺管的对策 　　流砂层一般属于水流搬运沉积而成的产物，故多属河床流砂，且常被水饱和，容易稀释流散，无胶结性。水平定向钻在钻进中遇到流砂层，常发生坍塌垮孔，超径漏水，甚至无法成孔。 　　流砂层在工程地质中可分为砂土和砂砾石土。砂土无可塑性，干燥时呈松散状态，渗透性较性土好，稍湿的砂土有假内聚力。粒径大于2mm的颗粒质量超过全重50%的土为砂砾石土。此种土渗透力最强，干燥时呈松散状态，而级配良好的密实状态的砂土不塌方。 通过钻进循环液来稳定孔壁 　　对于一般不稳定的流砂地层通过钻进循环液来稳定孔壁非常困难，甚至不能实现。但对 于一些较稳定的流砂地层，如具有假内聚力的稳定稍湿的砂土、级配良好的密实状态的砂土，还是可以考虑通过钻进循环液来稳定孔壁的。 采取优质泥浆护壁，用水泥和水玻璃做固化剂，进行注浆，水平定向钻在实际施工前应进行实验，适当提高泥浆密度，增大粘度和降低失水，又要考虑其可泵性，与此同时，还应快速穿越。 顶管机利用泥浆的造壁性、护壁性及润滑性，配置泥浆作为扩孔时的钻进液。使用膨润土加少量纯碱和聚丙烯酰胺活性剂作为固相物质，加水后充分搅拌，配制成密度为1.15g/cm3，粘度为25s，PH为9的泥浆。经网格1.5mmx1.5mm的铁丝网过滤后，去掉杂质，陈放24h，投入扩孔施工，可以减缓孔内坍塌现象的发生，起到一定的造壁、护壁的效果。 用注浆来加固流砂层 　　这种功法的原理是利用注入加固浆液来固化流砂层，固化后穿越。 　　具体方法为：顶管机导向钻进结束之后卸下钻头，换上注浆管并将其放入孔中，直到注浆管全部位于流砂中，然后卸下钻杆，将钻孔两端用水泥或者其他有效材料封起来，包括注浆管与孔壁之间的空隙，只留下注浆管注入口，等封口强度达到要求之后用注浆泵将加固浆液压入流砂层中并持续高压使扩散直径大于欲扩孔孔径某一合适数值（有待进一步研究），等浆液固结后将注浆管拔出，换上钻杆，再进行扩孔铺管等工序。这种功法的铺管管径范围由注浆孔散半径决定。 这种功法的技术关键是： 两端孔口要封好，可以考虑用速凝水泥对两端孔口注入封堵； 所注浆液要能起到固结流砂作用，使其能形成稳定的孔壁，同时又不能使固结体强度太大，否则将给孔带来难度，可以考虑用水泥加粘土浆液； 所注泥浆的渗透性要好，容易向周围砂层渗透扩散； 注浆压力的控制非常重要，既要使注浆液扩散半径尽可能大，又不能对地层造成破坏，比如，浆液压裂地层流出地面，或将地面压得隆起等，这样会对路面环境等造成破坏，损失严重。 在粘土层铺管的对策 　　第四系粘土质地层，粘土成分含量极高，具弱吸水性和弱膨胀，粘滞系数较大。因而，在该地层中进行非开挖施工，极易产生糊钻及糊扩孔器的现象，致使钻头以及反向扩孔器的合金头的切削能力大大减弱，在钻进和回扩过程中产生较大的阻力和扭矩。 　　在粘性较高的粘土质地层中利用水平导向钻机进行非开挖铺管工程施工，不必担心发生塌孔现象，钻液也不会过分流失。同时，扩孔时切削下来的粘土质碎屑在扩孔器的搅拌下形成了一种近似胶体的泥浆，它可以悬浮切削下来的块状碎屑并将其带出孔外。因而在钻液配制方面，应着重考虑降粘，忽略其他次要因素，以达到节约原材料，降低成本的目的。 　　在粘性较高的粘土质地层中利用水平导向钻机进行非开挖铺管工程施工，必须欲扩孔。当铺设管线较多时，欲扩孔必须由小孔径依次增大，最好不要一次到位。如果设备功率较大，也可以选择适当粗一点的回扩器进行第一次欲扩孔。当铺设管线较长且单根管道管径较大时，欲扩孔后必须进行清孔处理，以避免管道被拉挤扁。 　　回扩器最好选择翼状切割型开式反向扩孔器，它具有不易被切削下来的粘土质钻屑糊粘，大大降低了回托阻力和旋转所需的能量，增强了切削地层的能力。同时，开放式的设计能使钻液和钻屑更轻易地越过扩孔器，避免液压锁的形成。 分体定向钻机技术参数表 技术参数/钻机型号 HX----FT10 HX----FT15 HX—FT20 HX---FT25 发动机功率（kw） 49 49 68 132 最大扭距(N.m) 3000 5000 6000 9000 最大回拖力(kN) 100 150 200 250 动力头转速（rpm） 0---80 0-----80 0----70 0-----70 配套钻杆(mm) φ50×2000 φ60×2000 φ60×2000 φ73×3000 标准回扩钻头(mn) φ160---φ350 φ160----φ580 φ180----φ580 φ200----φ650 主机外型尺寸(m) 3.5×1.1×1.2 3.5×1.1×1.2 4.5×1.1×1.3 4.5×1.1×1.3 最大施工距离(m) 110 150 200 250 最大扩孔直径(mm) φ450 φ500 φ550 φ650 整体定向钻机技术参数表 技术参数/钻机型号 XTX----ZT20 XTZ---ZT28 XTX----ZT32 发动机功率（kw） 68 132 132 最大扭距(N.m) 6000 11000 13600 最大回拖力(kN) 200 280 320 动力头转速（rpm） 0----70 0-----70 0-----65 配套钻杆(mm) φ60×3000 φ73×3000 φ73×4000 标准回扩钻头(mn) φ180---φ580 φ200----φ750 φ250----φ850 主机外型尺寸(m) 5.5×2.1×1.7 5.5×2.1×1.8 5.5×2.2×1.8 最大施工距离(m) 200 300 350 最大扩孔直径(mm) φ550 φ750 φ850